蓄电池常见添加剂及其作用ppt课件

1、蓄电池常见添加剂及其作用蓄电池常见添加剂及其作用前言前言 铅酸蓄电池自1859年由法国人普朗特发明以来，至今已有150多年，由于其可以大电流放电，有较高的可逆性，电动势较高，原资料来源丰富，制造工艺简便，价钱廉价及高的性价比等特点，广泛用作启动型铅酸蓄电池，但同时也拥有比能量低，寿命短等特点，一百多年来，人们不断对铅酸蓄电池进展研讨和改良，极大的促进了铅酸蓄电池的开展，其中添加剂的研讨和运用就是一个重要的方面。 培训内容：培训内容： 正负极主要失效方式；正负极主要失效方式； 常见添加剂引见及其作用原理；常见添加剂引见及其作用原理； 培训目的：培训目的： 经过本次培训，对正负极主要失效方式有一定

2、了解，知道经过本次培训，对正负极主要失效方式有一定了解，知道一些常见的添加剂及其作用，为以后相关工程开发打下根一些常见的添加剂及其作用，为以后相关工程开发打下根底。底。第一部分：正负极主要失效方式第一部分：正负极主要失效方式蓄电池内部的主要反响蓄电池内部的主要反响添加剂的添加正是为了这些反响能顺利进展。失效方式失效方式正极活性物质强度差负极易收缩负极易收缩钝化钝化活性物质利用率低活性物质利用率低低温充电性能差低温充电性能差正极活性物质利用率低正极活性物质利用率低 正极活性物质利用率低，可归结为以下缘由： 1、反响产物为不良导体PbSO4，它将PbO2包住，致使PbO2颗粒内部物质不能参与反响；

3、 2、电极反响优先在正极外表进展，摩尔体积大于PbO2的PbSO4堵塞了多孔电极的孔口，使反响物H2SO4不能进入到多孔电极的深处，电极内部残留较多的未反响物质； 3、放电产物PbSO4使电池的内阻随放电而增大。正极活性物质软化零落缘由正极活性物质软化零落缘由 1、-PbO2是活性物质的骨架，由于循环中-PbO2逐渐转变为-PbO2，从而网络遭到减弱和破坏，最终导致软化和零落； 2、正极活性物质中存在两种尺寸的孔，随着充放电循环的进展，孔的构造进展重排，出现珊瑚状构造。一方面颗粒密集，外表积收缩，同时小孔会聚成大孔，逐渐使原来正极较均匀的孔分布构造溃散，活性物质构成假设干密集的团块，当团块内缺

4、乏足够的衔接时就会零落，使电极时效； 3、在循环过程中，正极板栅尺寸长大，导致每个小格子的容积添加，加之活性物质体积的脉动，使活性物质的空隙率随循环添加而添加，正极就严重膨胀，孔隙率过分添加，颗粒之间结合力下降，导致活性物质的零落。负极比外表积的收缩负极比外表积的收缩负极钝化负极钝化在放电过程中，负极产物硫酸铅是一种高阻抗物质，它逐渐构成一层致密的盐层，均匀地覆盖在负极板外表，使铅电极与硫酸电解液隔开，这样，铅电极与硫酸接触面大大减小，负极放电性能急剧下降，构成所谓的负极板钝化。低温充电性能差溶解沉淀机理低温充电性能差溶解沉淀机理第二部分：常见添加剂引见第二部分：常见添加剂引见添加剂类型添加剂

5、类型各类型添加剂作用各类型添加剂作用添加剂类型添加剂类型添加剂作用添加剂作用粘结剂用于添加活性物质或极板的机械强度活性物质与活性物质之间，活性物质与板栅之间导电剂用于改善活性物质的导电性变晶剂用于调理活性物质中-PbO2和-PbO2的含量成核剂用于充任放电产物PbSO4的结晶晶核，改善其结晶构造膨胀剂用于抑制活性物质的收缩抗腐蚀剂用于抑制正极板的腐蚀和活性物质的零落抗氧化剂用于抑制负极板活性物质的氧化添加剂选择的要素添加剂选择的要素 1、金属杂质的含量； 2、主要成分或根本基团； 3、蓄电池的运用动力、VRLA备用等； 4、隔板的类型PE，PVC，AGM； 5、运用环境热带，冷带，亚热带； 6

6、、要求的运用寿命。正极添加剂选择的局限性正极添加剂选择的局限性 1、正极活性物质PbO2氧化才干强，且充电时正极进展阳极过程，处于高电势，难于找到耐氧化的稳定物质作为添加剂； 2、铅酸蓄电池的寿命受限于正极，要求参与的添加剂，在电池循环过程中，对正极活性物质的软化，零落，板栅的腐蚀，不能有促进作用。负极添加剂选择的局限性负极添加剂选择的局限性 负极由于添加的添加剂较多，有以下三个局限性： 1、各组分的匹配性及相互作用要求较高； 2、组分较多，导致引入的杂质难以控制。 3、配置时，各组分含量难以监控。常见的添加剂常见的添加剂添加剂类型添加剂类型添加剂添加剂正极添加剂红丹、纤维、乙炔黑、聚四氟乙烯

7、负极添加剂纤维、乙炔黑、腐植酸、BaSO4、木素、1-2酸、红丹 红丹即四氧化三铅，又名铅丹。常温时为鲜红色粉末； 变晶剂、成核剂； 添加量：3%-100%红丹的作用一 (1) 易于控制固化 人所共知，固化温度与生极板质量有关，例如固化温度4060，那么生成三碱式盐多些，而固化，75那么四碱式盐将较多。但是新涂成的生极板含金属铅，固化时氧化发热，所以即使固化室温度控制在4060，极板内部将远高于此。所以说真正的固化温度很难掌握。今用红丹制膏，不论是单用(即用含量25%的红丹)，或掺用，均使生极板氧化发热的景象降低，故较易掌握固化。并由于不用思索氧化，总的固化时间可以缩短。 红丹的作用二 (2)

8、 化效果率较高 红丹中的PbO2约占Pb3O4的13，在正极板化成时将成为随后生成PbO2的晶核，故能促进化成。结果化成时间缩短，化成电耗降低，而所谓“花片废品率也下降。管式正极板化成较困难，往往充入l0倍容量的电量，中间加以放电12次，均难使废品的PbO2超越80%。如在铅粉中参与25%的红丹，那么易于使废品中PbO2超越80%。涂膏式极板，假设采用电池槽化成，特别是采用AGM，电解液流动受限制，尤宜于铅膏加红丹以利化成。国外有些研讨者指出VRLA如采用红丹，有利于容量提高。 红丹的作用三 (3) 蓄电池初期容量较高 由于正铅膏采用红丹后，化成产生的PbO2较多，故废品初期容量较高。 (4)

9、 提高固定型电池的循环寿命 如今的红丹消费工艺，能适当调整以坚持红丹中PbO含量较高，而PbO有利于在固化时生成四碱式盐，因此有利于循环寿命。短纤维短纤维 长度较短的天然纤维或化学纤维的切段纤维； 粘结剂； 添加量：0.5%纤维技术目的纤维技术目的短纤维的作用短纤维的作用 纤维能使活性物质的机械性能稳定，且这种添加剂几乎不氧化，在循环中具有长期作用，从而提高了电池的寿命。 添加量过少起不到加强极板强度的作用； 添加过多呵斥极板涂填困难。纤维的运用纤维的运用蓄电池公用聚酯短纤维本身含潮，在运用过程中如未用完，请将袋口扎紧，防止其枯燥，产生静电导致纤维结团不易运用乙炔黑乙炔黑乙炔黑由乙炔气分解而成

10、，具有纯度高，无油的高分散特性，为链状构造，具有很强的吸水性和吸附性。导电剂、膨胀剂添加量为0.10.3%；乙炔黑技术目的乙炔黑技术目的乙炔黑对充电接受才干的影响乙炔黑对充电接受才干的影响乙炔黑的作用机理乙炔黑的作用机理乙炔黑电阻率小，具有良好的导电性能。在放电后期，当PbSO4晶体显著添加时，对负极铅活性物质的导电性有较明显的改善。乙炔黑的参与同时添加极板的孔隙率及吸酸性，有利于硫酸根离子的分散，添加了电极的真实外表积，使负极在低温环境下放电容量有所添加。乙炔黑的粒子很细在充放电中不一变化，可以防止活性物质结块和收缩。乙炔黑具有将各种溶解物质吸附在本人外表的特性，是一种良好的吸附剂，它能很好

11、地吸附硫酸，因此提高了硫酸对活性物质的接触浸透，有利于电化反响的进展。乙炔黑添加的局限性乙炔黑添加的局限性 乙炔黑的参与量不易过多， 一来会降低整个电极活性物质的强度， 二来电极的体积过多地被乙炔黑占有，而使活性物质量减少。腐植酸腐植酸腐植酸是一种天然的有机高分子化合物，存在于土壤的腐殖质中和低级煤的物质中，具有芳香核，羟基，羧基、甲氧基等活性基团，为黑褐色和黑色无定型粉末，有分散和乳化作用。膨胀剂；添加量普通为：1%腐植酸技术目的腐植酸技术目的腐植酸的作用腐植酸的作用1、抑制放电过程中致密硫酸铅层的构成，推迟铅电极的钝化，相应起到晶核的作用；2、抑制负极活性物质的收缩速度；3、抑制负极氢气的

12、析出。腐植酸的作用机理腐植酸的作用机理腐植酸是一种天然的有机高分子化合物，是一种外表活性物质，本身具有较强的吸附才干。腐植酸参与后可以高分散性地吸附在海绵状铅外表上，使得在放电过程中，产物PbSO4结晶在金属铅外表析出困难，而较容易在已结晶的PbSO4上继续长大，抑制致密硫酸铅层的构成。另外，由于腐植酸有机分子在金属铅外表的吸附，使得电极的相应界面上的海绵状铅的自在能相应减小，抑制了负极活性物质的收缩速度。另外腐植酸的参与能提高析氢过电位，抑制氢气的析出。膨胀剂的失效膨胀剂的失效膨胀剂构成有机铅化合物；膨胀剂在稀硫酸中化学降解；被活性物质覆盖；在高pH区溶解随后迁移至正极被氧化。膨胀剂失效后，

13、降低了活性物质的比外表积，改动了负极形貌，使电极紧结收缩、从而降低充电效率，使电极容量下降，寿命终止。硫酸钡硫酸钡硫酸钡，化学品称号，又名重晶石。为无臭，无味的无色斜方晶系晶体或白色无定型粉末。性质稳定，难溶于水、酸、碱或有机溶剂。成核剂、膨胀剂；添加量为0.51%硫酸钡的技术目的硫酸钡的技术目的BaSO4的作用的作用 1、BaSO4与PbSO4的晶格参数非常接近，BaSO4在负极中高度分散； 2、放电时BaSO4是PaSO4的结晶中心，降低PbSO4结晶时的过饱和度，使消费的PbSO4覆盖金属铅的可行性减小推迟负极的钝化； 3、充电时，使生成的海绵状铅具有高度的分散性防止其收缩。BaSO4的

14、作用机理的作用机理BaSO4的缺陷的缺陷1-2酸酸全称羟基-萘酸抗氧化剂添加量普通为0.2-0.3%1-2酸运用的由来酸运用的由来1-2酸的作用机理酸的作用机理1-2酸含有OH-基团，OH-基团和铅可发生反响，OH-为复原基，可作为复原剂，在和膏时被氧化。化成时极板进展阴极过程，1-2酸也随之被复原。在化成后的枯燥过程中，被氧化的铅粉又逐渐被1-2酸复原，或枯燥时1-2酸优先被氧化，到达抑制铅氧化的目的。阻氧剂的配合性阻氧剂的配合性1-2酸的缺陷酸的缺陷木素木素木质素磺酸钠sodium ligninsulfonate是一种天然高分子聚合物，具有很强的分散性，由于分子量和官能团的不同而具有不同程

15、度的分散性，是一种外表活性物质，能吸附在各种固体质点的外表上，可进展金属离子交换作用，也由于其组织构造上存在各种活性基，因此能产生缩协作用或与其他化合物发生氢键作用；膨胀剂；添加量普通为：0.30.5%木素的作用木素的作用木素具有很强的分散性，其分子式为RSO3Na，在水中可电离成RSO3-和Na+，在硫酸中生成Na2SO4和木素磺酸，具有疏水的有机基团R+和亲水的无机基团SO3-，R基团为复杂的芳基聚醚，其中有羟基-OH，羟基COOH、甲氧基-OCH3，在负极板中疏水基团吸附在铅微粒外表，面向电解液产生斥力、阻止铅堆积，防止其外表积减少。木素运用的由来木素运用的由来膨胀剂在放电时的作用膨胀剂

16、在放电时的作用膨胀剂在放电时的作用膨胀剂在放电时的作用有机膨胀剂在充电时的作用有机膨胀剂在充电时的作用充电时，有机膨胀剂起着防止收缩的作用。由于膨胀剂吸附在铅上，因此在Pb2+此电堆积为铅时防止了颗粒之间的合并，从而坚持外表兴隆和多孔构造的海绵状铅。膨胀剂的局限性膨胀剂的局限性 虽然膨胀剂能使蓄电池的放电性能得到改善，然而也常使负极的充电过程遭到妨碍，或使充电电压提高，或使硫酸铅难于复原。这能够与这些添加剂吸附在硫酸铅上使其溶解速度遭到限制有关。木素的运用现状木素的运用现状国内通常运用的木素有3种：国产木素、日本木素、挪威木素。鉴于木素和腐植酸各具优点，目前行业比较推崇腐植酸与木素混合运用。聚

17、四氟乙烯聚四氟乙烯 聚四氟乙烯乳液是将四氟乙烯聚合后的分散液浓缩至聚四氟乙烯固体含量为60%左右分量并以非离子型外表活性剂稳定的水分散液。有突出的耐热、耐寒及耐摩性，还有优良的电绝缘性，且不受温度与频率的影响，此外，尚有不粘着、不吸水、不熄灭等特点。 粘结剂。 添加量普通为：0.040.08%聚四氟乙烯的作用聚四氟乙烯的作用 聚四氟乙烯对活性物质具有凝聚作用,并使之构成容重较小,孔率较大而又不易松散零落的不同寻常的网状构造。离子分散阻力较小,放电性能较佳.ptfe乳液经高温后会出现纤维化构成一个网络可以均匀的包覆活性物质，效果非常好。在正极反复析氧形状下，抗氧化效果最好。经日本专利证明,添加了PTFE的电极,寿命延伸一倍，美、苏有关文献也报道,参与PTFE后,电极寿命延伸,容量